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壓縮機(jī)氣閥故障的原因和分類概述

一般來說，造成壓縮機(jī)氣閥故障的原因通常可分為以下幾個方面：

外部因素,如運(yùn)行工況的改變；介質(zhì)組份的改變；介質(zhì)含腐蝕性成分；介質(zhì)含顆粒粉塵；積碳、結(jié)垢等；液體殘留夾帶；潤滑油量不當(dāng)（過多或過少）；系統(tǒng)發(fā)生壓力波動；系統(tǒng)產(chǎn)生共振；系統(tǒng)冷卻器、氣液分離器工作不良；系統(tǒng)過濾器失效；系統(tǒng)安全閥、回流調(diào)節(jié)閥、截止閥等閥門故障；系統(tǒng)活塞環(huán)、填料、刮油環(huán)失效；氣閥安裝有問題；主機(jī)日常保養(yǎng)維護(hù)不當(dāng)；主機(jī)操作失誤；其它環(huán)境性因素。

內(nèi)部因素,如設(shè)計(jì)缺陷；材料缺陷；制造缺陷。

其它因素,如壓縮機(jī)的頻繁開停；經(jīng)常冷車起動，但事先不清洗氣閥，不放空缸內(nèi)積油、積液等。

分析過程

內(nèi)部因素,該機(jī)組自2012年8月投產(chǎn)以來，氣閥運(yùn)行一直較為穩(wěn)定，所以先排除氣閥設(shè)計(jì)和制造批次等因素。

其它因素,經(jīng)現(xiàn)場了解，可排除。

外部因素,在排除安裝、操作等其它因素后，確定本次故障主要原因集中在介質(zhì)組份改變（設(shè)計(jì)值與實(shí)際值） 和注油量不當(dāng)方面：

壓縮機(jī)氣閥介質(zhì)組份

壓縮機(jī)介質(zhì)氫氣是由制氫裝置生產(chǎn)的純度較高的氫，混合一部分重整裝置產(chǎn)生的重整氫而組成，實(shí)際氫含量在一定范圍內(nèi)變。從故障前后壓縮機(jī)介質(zhì)組份的分析結(jié)果可知，介質(zhì)氫含量在92.456%~98.477%之間變化。按照現(xiàn)場工藝的要求，氫含量 低標(biāo)準(zhǔn)為92%。

比照氣閥原始設(shè)計(jì)參數(shù)及實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，壓縮機(jī)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)接近原始設(shè)計(jì)參數(shù)，**變化明顯的是介質(zhì)氣體的摩爾分子量，設(shè)計(jì)介質(zhì)組份為：

H2：98.92%、CH4：1.039%、C 6H14：0.041%，摩爾分子量為2.19 g/Mol，而2014年8月12日的介質(zhì)組份，摩爾分子量5.55 g/mol，變化超過一倍。

分別用氫含量98.48%、95.36%、92.46%的介質(zhì)組份校核各級氣閥主要的設(shè)計(jì)參數(shù)，二級蓋側(cè)排氣閥片撞擊速度分別為 大允許撞擊速度的92.7%、93.5%、95.4%，閥片關(guān)閉時的撞擊速度，隨摩爾分子量的增加而逐漸增大。同時，關(guān)閉彈簧力則隨摩爾分子量增加而變得越來越弱；更嚴(yán)重的是：當(dāng)介質(zhì)氣體中H2含量從98.48%向92.46%變化時，二級蓋側(cè)排氣閥模擬運(yùn)行時的關(guān)閉角越來越大，并有二次關(guān)閉的情況，二次關(guān)閉的關(guān)閉角均超過180毅，氣閥實(shí)際延遲關(guān)閉。

注油情況

該機(jī)每個氣缸均有上、下2個注油點(diǎn)，各點(diǎn)注油量10~15滴/min左右，每個氣缸注油量大致在25~30滴/min。

拆機(jī)后發(fā)現(xiàn)，排氣閥的閥壓蓋內(nèi)積有較多的潤滑油。同時，損壞的閥片表面覆蓋有油垢，斷裂處油垢有一定的粘性。

我們知道，閥片運(yùn)動時通常不會平行地沖撞閥座，而是其一端一次撞擊閥座后，閥片要旋轉(zhuǎn)某個角度由另一端二次撞擊閥座。閥片的傾側(cè)運(yùn)動是由往復(fù)壓縮機(jī)的脈動氣流導(dǎo)致的，因此一般情況下閥片 外圈的撞擊速度總是 大、撞擊次數(shù)總是 多的，也是 容易提前損壞的。

一般來說，有油潤滑的往復(fù)壓縮機(jī)，壓縮機(jī)氣閥閥片與閥座（閥蓋） 之間的油膜具有使閥片吸附在閥座（閥蓋） 的趨勢，并使氣閥打開（關(guān)閉） 時間較無油潤滑大為延遲。如果潤滑過度，則較多的潤滑油會使得閥片粘結(jié)在閥座或閥蓋上，不能在設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)開啟或者關(guān)閉，而是要延遲到在后續(xù)氣流的強(qiáng)大沖擊下才得以開閉，其運(yùn)動速度會超過閥片許用速度的很多倍，使得閥片提前斷裂，此類情況在設(shè)計(jì)時很難計(jì)算閥片運(yùn)動軌跡和速度，只能通過結(jié)構(gòu)上的調(diào)整來改進(jìn)。